Question

4．某校生物興趣小組在學習了課本實驗“探究酵母菌細胞的呼吸方式”后，想進一步探究酵母菌細胞在有氧和無氧的條件下產(chǎn)生等量CO₂ 時，哪種條件下消耗葡萄糖較少的問題．他們進行了如下實驗：將無菌葡萄糖溶液與少許酵母菌混勻后密封（瓶中無氧氣），按圖裝置進行實驗．當測定甲、乙裝置中CaCO₃ 沉淀相等時，撤去裝置，將甲、乙兩錐形瓶溶液分別用濾菌膜過濾，除去酵母菌，得到濾液1和濾液2．請分析回答下列問題．

（1）甲、乙兩組的實驗變量是有無氧氣，實驗中需控制的無關變量主要有溫度、pH、培養(yǎng)液量、培養(yǎng)液濃度等．
（2）甲圖中酵母菌產(chǎn)生CO₂的場所是線粒體．
（3）利用提供的形管底部的半透膜，其余物質能通過）、濾液1和濾液2等，繼續(xù)完成探究實驗：
實驗步驟：
①將等量的濾液1和濾液2分別倒入兩側并標記；
②一段時間后觀察（兩側）液面的變化．
實驗結果預測和結論：
①如果A側液面上升，B側液面下降，則有氧呼吸消耗的葡萄糖少；
②如果A側液面下降，B側液面上升，則有氧呼吸消耗的葡萄糖多；
③如果A、B兩側液面高度相同，則有氧呼吸和無氧呼吸消耗的葡萄糖一樣多．

Answer 1

分析 分析實驗裝置圖：甲圖通入無菌空氣，說明其探究的是酵母菌的有氧呼吸，而乙圖是密封裝置，說明其探究的是酵母菌的無氧呼吸．圖中質量分數(shù)為10%的NaOH溶液的作用是除去空氣中的CO₂，以免影響實驗結果；澄清石灰水的作用是檢測呼吸作用產(chǎn)生的二氧化碳．

解答 解：（1）本實驗的目的是探究酵母菌細胞在有氧和無氧的條件下產(chǎn)生等量CO₂時，哪種條件下消耗葡萄糖較少的問題，所以甲、乙兩組的實驗變量是有無氧氣．無關變量包括溫度、pH、培養(yǎng)液量、培養(yǎng)液濃度等．
（2）酵母菌有氧呼吸時產(chǎn)生CO₂的場所是線粒體，無氧呼吸時產(chǎn)生CO₂的場所是細胞質基質，甲圖中酵母菌進行的是有氧呼吸，因此其產(chǎn)生二氧化碳的場所是線粒體．
（3）本實驗的目的是探究酵母菌有氧呼吸消耗葡萄糖的量是否比無氧呼吸多．實驗原理：濾液中的葡萄糖不能通過U形管底部的半透膜，其余物質能通過．
①探究實驗應遵循單一變量原則，因此需將等量的濾液1和濾液2分別倒入倒入U形管A、B兩側．
②一段時間后觀察兩側液面的變化．
實驗結果預測和結論：
①如果A側液面上升，B側液面下降，則有氧呼吸消耗的葡萄糖少；
②如果A側液面下降，B側液面上升，則有氧呼吸消耗的葡萄糖多；
③如果A、B兩側液面高度相同，則有氧呼吸和無氧呼吸消耗的葡萄糖一樣多．
故答案為：
（1）有無氧氣　             溫度、pH、培養(yǎng)液量、培養(yǎng)液濃度等
（2）線粒體
（3）①等量　②（兩側）液面
實驗結果預測和結論：
①A側液面上升，B側液面下降
②A側液面下降，B側液面上升
③如果A、B兩側液面高度相同，則有氧呼吸和無氧呼吸消耗的葡萄糖一樣多

點評 本題綜合考查酵母菌細胞呼吸方式的相關知識，意在考查學生理解所學知識的要點、識圖分析能力和綜合運用所學知識分析問題的能力，具備設計簡單生物學實驗的能力，并能對實驗現(xiàn)象和結果進行解釋、分析的能力．